Diffusion thermique rapide de dopants dans le silicium monocristallin a partir de silices dopees : application a la realisation de cellules solaires

par ABDELAZIZ LACHIQ

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de ABDELILAH SLAOUI.

Soutenue en 1998

à Strasbourg 1 .

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  • Résumé

    Nous avons resume dans ce travail les principaux modeles de diffusion qui permettent de comprendre les mecanismes de diffusion du phosphore dans le silicium a partir de silices dopee. Le simple modele de fermi ou celui de fair ne permettent pas de decrire la cinetique de diffusion du phosphore dans le silicium. Le couplage complet entre les lacunes, les interstitielles et les impuretes constituent un modele plus general, prenant en compte la recombinaison des defauts ponctuels. Nous avons simule la diffusion du phosphore a partir de sources sod (spin-on dopant) dans le four conventionnel a l'aide du modele a couplage complet, ce dernier approche correctement les profils experimentaux. Cependant la simulation de cette meme diffusion dans le cas du four a lampes, montre que le modele a couplage complet avec ses equations de diffusion en equilibre est incapable d'interpreter la diffusion rapide du phosphore dans le silicium. Nous avons par ailleurs bien approche la rediffusion du phosphore dans le silicium par recuit dans le four a lampes a l'aide de ce modele. Nous en avons conclu que l'invalidite de ce modele pour la diffusion thermique rapide du phosphore a partir de films sod dans le silicium est d'origine des effets transitoires de la cinetique de diffusion. Nous avons suggere que plus particulierement la reaction permettant l'injection de phosphore interstitiel est hors equilibre et permet d'injecter de grandes quantites de phosphore interstitiels dans le silicium ce qui expliquerait l'acceleration de la cinetique de diffusion thermique rapide du phosphore. Nous avons utilise les sources sod de dopants et la diffusion dans le four a lampes pour realiser des cellules solaires en un seul cycle thermique de durees inferieures a une minute. L'emetteur, sa passivation par le film d'oxyde residuel ainsi que le champ arriere ont ainsi ete formes simultanement. Le rendement atteint est de l'ordre de 12. 8% sans champ arriere et de 14% avec ce dernier.


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Informations

  • Détails : 147 p.
  • Annexes : 145 ref.

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